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2012年(158)

我的朋友

分类: C/C++

2012-11-19 13:10:35

Intel CPU相关指令:
LOCK
这是一个指令前缀,在所对应的指令操作期间使此指令的目标操作数指定的存储区域锁定,以得到保护。
XADD
先交换两个操作数的值,再进行算术加法操作。多处理器安全,在80486及以上CPU中支持。
CMPXCHG
比较交换指令,第一操作数先和AL/AX/EAX比较,如果相等ZF置1,第二操作数赋给第一操作数,否则ZF清0,第一操作数赋给AL/AX/EAX。
多处理器安全,在80486及以上CPU中支持。
CMPXCHG8B
同上,64位比较交换指令,第二操作数隐含为EDX:EAX,比较EDX:EAX与64位的目标,如果相等则ECX:EBX送往目标且ZF置1,否则目标送EDX:EAX且ZF清0。

windows互锁API列表:
InterlockedCompareExchange/InterlockedCompareExchange64
InterlockedCompareExchangeAcquire/InterlockedCompareExchangeAcquire64
InterlockedCompareExchangePointer
InterlockedCompareExchangeRelease/InterlockedCompareExchangeRelease64
InterlockedDecrement/InterlockedDecrement64
InterlockedDecrementAcquire
InterlockedDecrementRelease
InterlockedExchange/InterlockedExchange64
InterlockedExchangeAcquire64
InterlockedExchangeAdd/InterlockedExchangeAdd64
InterlockedExchangePointer
InterlockedIncrement/InterlockedIncrement64
InterlockedIncrementAcquire
InterlockedIncrementRelease

  • 多处理器安全就是当某值被某处理器修改后,其他处理器应当知晓,而不再使用CPU缓存内的旧数据。
  • 本文不讨论WinNT3.51/Win95以及更早的操作系统(它们是为80386设计的),以及安装在80386上的Win98(Win98安装时自动判断是否支持XADD指令)。

看一个简单的函数,它的作用是将lpAddend加1,并返回之。
LONG InterlockedIncrement( LPLONG lpAddend )
{
    MOV           ecx, lpAddend
    MOV           eax, 1
    LOCK XADD     dword ptr [ecx], eax
    INC           eax
    RET           4
}

看一个复杂的函数,它的作用是将lValue赋值给*plTarget,并返回*plTarget的原先值。
LONG InterlockedExchange( LPLONG plTarget, LONG lValue )
{
    MOV           ecx, plTarget
    MOV           edx, lValue
    MOV           eax, dword ptr [ecx]
L:  LOCK CMPXCHG  dword ptr [ecx], edx
    JNE           L
    RET           8
}
看,不得不动用了一个循环指令。类似的还有InterlockedCompareExchange(pdestination,exchage,comperand)函数,如果Destination等于Comperand,将Exchange赋值给Destination,否则什么也不干,返回值为Destination的原先值。

循环技巧是很有用的,Jeffrey Richter给出了一个功能代码,如果值大于0,则加1,代码如下:
do {
    LONG lStartValue = *plTarget;
    LONG lNewValue = lStartValue + ((lStartValue > 0) ? 1 : 0);
} while( InterlockedCompareExchange(plTarget,lNewValue,lStartValue) != lStartValue );

一个未知的问题是,为什么在有的操作系统中没看到LOCK。未来的研究是线程/进程锁。

阅读(3563) | 评论(16) | 转发(0) |
给主人留下些什么吧!~~

网友评论2012-11-19 13:13:48

tongshou
星星, 非常谢谢您的答复!

问题3 我看明白了。
问题2 我写错了,实际上我是要问
    LONG lStartValue = *plTarget;  

    MOV     eax, dword ptr [ecx]  
过程中, plTarget (或 ecx)所指 的值  同时被其他 线程 赋值,那么
lStartValue (或eax) 所得的值 是否不确定的?如果不确定,可能会引起误操作 (尽管可能性很低)。

问题1 我不太明白,是不是 同一个CPU里, 寄存器是共享的,也就是说,同一个CPU里的不同线程所 用的同名 寄存器,比如 eax,是指同一个东西(寄存器)? 每个寄存器在同一个时刻只有一个线程在操作?
对寄存器的一个操作是

网友评论2012-11-19 13:13:34

周星星
1. 对于单CPU而言,同一时刻只有一个线程在运行。
2. 对,但plTarget不应当被修改,我们要操作的是*plTarget而不是plTarget。
3. 对于 CMPXCHG dword ptr [ecx], edx,如果dword ptr [ecx]不等于eax的话,那么ZF=0,并且dword ptr [ecx]赋给eax。因此跳到X是重复的。

网友评论2012-11-19 13:13:17

tongshou
星星, 请教几个问题:

1) 不同线程中使用的同名寄存器,比如 eca, eda 等,是同一个东西吗? 或者说 是线程共享的吗?

2)  MOV           ecx, plTarget
中, 如果该过程plTarget 正在被其他线程赋值, MOV到ecx中的值企不是不确定?
LONG lStartValue = *plTarget;
的情况也是一样。

3)
LONG InterlockedExchange( LPLONG plTarget, LONG lValue )
{
    MOV           ecx, plTarget
&n

网友评论2012-11-19 13:12:56

solidus
    一个未知的问题是,为什么在有的操作系统中没看到LOCK

    这应该是按架够派发的,up时侯减轻负担

网友评论2012-11-19 13:12:44

局部变量
Jeffrey在那本书上写的那段代码,我自己在写之前查了好多书都没查到,最后才自己想出来,早看到它的话,就不用浪费那么多时间去重复发明它了